Das Ziel des Gesamtprojektes war es, einerseits die Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz in Verbrennungsanlagen der Bioethanolherstellung mit Bagasse, Bagassestroh und Filterkuchen in Brasilien aufzuzeigen und gleichzeitig Fragestellungen zur Schließung der Nährstoffkreisläufe für düngewirksame Stoffe zu untersuchen. Bei einer Schließung der Stoffkreisläufe werden nicht nur die Rohphosphatlagerstätten geschont, sondern auch Schadstoffe, wie Cadmium und Uran, die als Begleitelemente im Erz vorliegen, im Produkt (Düngezuschlagsstoff) reduziert. Wesentliches Projektziel für das Institut für Technische Chemie (ITC) war, die bestehenden Methoden zur Charakterisierung von thermochemischen Prozessen und deren Produkten mit Bagasse und Bagassestroh zu validieren und insbesondere die Methoden zur Analyse der Düngemitteltauglichkeit zusammen mit den Projektpartnern weiterzuentwickeln. Hierfür wurden die Brennstoffe, Bagasse, Zuckerrohrstroh, Filterkuchen, deren Pellets sowie Mischungen der Brennstoffe untereinander und mit Additiven unter definierten Bedingungen verbrannt. Die Aschen wurden anschließend charakterisiert und hinsichtlich der Düngemitteltauglichkeit sowie der noch enthaltenen Nährstoffe untersucht. Aus umfangreichen Testläufen an einem Schachtofen, kann nicht nur das Verbrennungsverhalten in einer industriellen Feuerung abgeschätzt sondern auch nachgewiesen werden, dass es möglich ist, rund 50 % der in den Reststoffen enthaltenen Nährstoffe in für die Pflanzen löslicher Form in die Aschen zu überführen. Durch eine Mischung der bei der Bioethanol anfallenden Reststoffe konnten die Nährstoffgehalte von Phosphor und Kalium insgesamt in den Aschen gesteigert werden. Durch Zugabe von weiteren nährstoffhaltigen Additiven, wie z.B. Hühnertrockenkot und Gärrestpellets konnte insbesondere das verfügbare Kalium in den Aschen auf über 50 % erhöht werden. Je nach Mischung der Reststoffe ähnelt das Verbrennungsverhalten einer Hackschnitzelfeuerung. Damit wären diese Brennstoffe grundsätzlich geeignet, auch Holzhackschnitzel als hochwertigen (und eher kostenintensiven) Brennstoff zu substituieren. Ebenfalls wurden Optimierungsmöglichkeiten für die Anlagen in Brasilien hinsichtlich der Energie- und Stoffausnutzung anhand von Bilanzen erarbeitet. Hierdurch könnte bei entsprechender Umsetzung vor Ort eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz in den Anlagen (USINAs) sowie eine Senkung des spezifischen CO2 Ausstoßes je kWh erzeugten Strom oder Wärme erreicht werden. Insgesamt könnten die Untersuchungen zum Ziel der Bundesregierung beitragen, die begrenzte Ressource Boden in Brasilien so zu erhalten, dass ihre vielfältigen Funktionen auch künftigen Generationen im gleichen Umfang in Qualität und Quantität wie heute zur Verfügung stehen.

(Autor: Dr. H.-J. Gehrmann)